實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律

1、項(xiàng)目九 戴維南定理、諾頓定理教學(xué)重點(diǎn)：線(xiàn)路的連接教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合測(cè)量的數(shù)據(jù)驗(yàn)證戴維南定理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證戴維南定理、諾頓定理。2進(jìn)一步學(xué)習(xí)常用直流儀器儀表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理任何一個(gè)線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)，如果只研究其中的一個(gè)支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作一個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)。而任何一個(gè)線(xiàn)性含源一端口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外部電路的作用，可用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替，該電壓源的電動(dòng)勢(shì)ES等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UK，其等效內(nèi)阻RS等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)中各電源均為零時(shí)（電壓源短路，電流源開(kāi)路）無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻。這個(gè)結(jié)論就是戴維南定理。如果用等效電流源來(lái)代替上述線(xiàn)性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，其等效電流

2、IS等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)的短路電流Id，其等效內(nèi)電導(dǎo)等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)各電源均為零（電壓源短路，電流源開(kāi)路）時(shí)所對(duì)應(yīng)的無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電導(dǎo)，這個(gè)結(jié)論就是諾頓定理。三、實(shí)驗(yàn)儀器及器件1可調(diào)直流電流、電壓源 2電阻元件 3電阻箱及動(dòng)態(tài)元件 4直流電流表、電壓表 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)出含源一端口網(wǎng)絡(luò)的端電壓UAB和端電流IR，并繪出它的外特性曲線(xiàn)UAB=f（IR）(1)按2-9-1(a)圖接好實(shí)驗(yàn)電路；負(fù)載電阻R用可變電阻。(2)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電流源，使其輸出電流為15mA。再調(diào)直流電壓源，使其輸出電壓為10V，調(diào)節(jié)前直流電流源、電壓源均應(yīng)先置零。(3)改變負(fù)載電阻R，對(duì)每一R 值，測(cè)出U

3、AB和IR值，記入表2-9-1，特別注意要測(cè)出R=（此時(shí)測(cè)出的UAB即為A、B端開(kāi)路電壓UK）和R=0（此時(shí)測(cè)出的IR即為A、B端短路時(shí)的短路電流Id）時(shí)的電壓和電流。作出UAB=f(IR)曲線(xiàn)。2測(cè)出無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻(1)將圖2-9-1(a)除源：即將電流源IS開(kāi)路，將電壓源ES短路，再將負(fù)載電阻R開(kāi)路。(2)用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)A、B兩點(diǎn)間電阻RAB，即為有源一端口網(wǎng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)的無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻，也就是此有源一端口網(wǎng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)等效電壓源的內(nèi)電阻RS。3驗(yàn)證戴維南定理(1)調(diào)節(jié)可變電阻使其等于RAB=RS，然后將可調(diào)電壓源輸出電壓調(diào)至等于有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UK與RAB串聯(lián)組成如

4、圖2-9-1(b)所示等效電壓源，負(fù)載電阻R仍用可變電阻。(2)改變負(fù)載電阻R的值（與表2-9-1中R值一一對(duì)應(yīng)，便于比較），重復(fù)測(cè)出UAB，IR記入表2-9-2中，并與步驟1中所測(cè)得的值比較，驗(yàn)證戴維南定理。圖2-9-1(a) 戴維南定理實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖中：E=10V IS=30mA R1=R2=500 R3=1000 圖2-9-1(b) 等效為電壓源后實(shí)驗(yàn)電路圖 圖2-9-1(c) 等效為電流源后實(shí)驗(yàn)電路圖表2-9-1有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性UAB=f(IR)RL()01002003004005006001K2KUAB(V)IR(mA)表2-9-2等效電壓源的外特性UAB= f(IR)RL()01

5、002003004005006001K2KUAB(V)IR(mA)4諾頓定理調(diào)節(jié)可調(diào)電流源輸出電流等于本實(shí)驗(yàn)1中步驟(3)中R=0時(shí)短路電流，將此電流源與一等效電導(dǎo)GS=1/RS(RS為本實(shí)驗(yàn)2中無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻)并聯(lián)后組成的實(shí)際電流源圖2-9-1(c )所示接上負(fù)載電阻R，重復(fù)本實(shí)驗(yàn)1中步驟(3)的測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)記入表2-9-3，并與步驟1中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，看看用等效電壓源代替原有源一端口網(wǎng)絡(luò)與用等效電流源與用等效電流源代替同一有源一端口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外部電路的作用是否等效。為便于比較，本實(shí)驗(yàn)中電阻R的變化最好與步驟1中一一對(duì)應(yīng)相等。表2-9-3RL()01002003004005006001K2KUAB(V)IR(mA)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1測(cè)量時(shí)注意電流表、電壓表量程的更換。2電源置零時(shí)不可將電壓源短接。3改接線(xiàn)路時(shí)，要關(guān)掉電源。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的UAB及IR數(shù)